對(duì)母親來(lái)說(shuō),最大的心愿就是孩子健健康康地成長(zhǎng)。她們盡最大的努力,為孩子遮風(fēng)擋雨、保駕護(hù)航。就連她們的腸道菌群,也默默地在呵護(hù)肚中的小寶寶。
2篇發(fā)表在頂級(jí)期刊《Nature Reviews Immunology》上的高分文章,帶大家了解孕期獨(dú)特的免疫系統(tǒng)和菌群,看母親的營(yíng)養(yǎng)和菌群特征如何對(duì)胎兒產(chǎn)生影響。
孕期,微生物有哪些功勞?
受精卵形成之后,生命開(kāi)始了。此時(shí)的囊胚包含兩層細(xì)胞:外層滋養(yǎng)層細(xì)胞形成胎盤(pán),內(nèi)層細(xì)胞團(tuán)逐漸發(fā)育成胚胎。
研究發(fā)現(xiàn),從細(xì)胞學(xué)角度講,受精卵到胚胎的成功發(fā)育,需要以下兩點(diǎn):
(1)滋養(yǎng)層細(xì)胞的入侵和母體子宮內(nèi)膜的接納達(dá)到平衡;
(2)母體免疫系統(tǒng)處于高度動(dòng)態(tài)中,對(duì)刺激的反應(yīng)迅速。
值得關(guān)注的是,母體的共生菌群可以促進(jìn)該過(guò)程的發(fā)生。
滋養(yǎng)層細(xì)胞介導(dǎo)的免疫調(diào)控
已有研究證實(shí)了孕期/非孕期子宮內(nèi)共生菌群的存在,以及這些菌群存在的重要性。有趣的是,研究者們發(fā)現(xiàn),胎盤(pán)中的微生物菌群與非孕期女性口腔中的部分微生物相同,包含變形菌科中的細(xì)菌,如大腸桿菌(Escherichia coli)。近年來(lái)的動(dòng)物研究結(jié)果揭示,母體微生物菌群幫助誘導(dǎo)母體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生耐受性,從而抑制對(duì)胎兒-胚胎單位(fetal–placental unit)的排斥。
I型干擾素(Type I Interferons)是一種多肽細(xì)胞因子,包括IFNα和IFNβ等,主要有三方面作用:誘導(dǎo)產(chǎn)生抗菌狀態(tài);調(diào)控天然免疫反應(yīng);激活后天免疫系統(tǒng)。其中,IFNβ可通過(guò)TLR信號(hào)途徑顯著調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),母體-胎兒互作界面的微生物可產(chǎn)生脂多糖(LPS)等產(chǎn)物,影響IFNβ的表達(dá),從而調(diào)控母體免疫系統(tǒng),增強(qiáng)免疫系統(tǒng)的耐受性和接受程度,進(jìn)一步促進(jìn)胚胎的發(fā)育。
母親對(duì)胎兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育有哪些影響?
胎兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育受兩方面因素的影響:營(yíng)養(yǎng)和微生物分子傳遞。
(1)子宮內(nèi)生長(zhǎng)遲緩?fù)鶗?huì)造成新生兒患傳染性疾病。妊娠期,如果母親出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不良,可直接或間接削弱自身和胎兒的免疫功能。例如,母親缺乏大量元素和微量元素,直接影響胎兒白血球發(fā)育。此外,母親營(yíng)養(yǎng)不良導(dǎo)致應(yīng)激壓力,也可直接影響胎盤(pán)功能和胎兒免疫發(fā)育。
(2)母體的腸道菌群可代謝飲食中的化合物,腸道菌群的代謝能力能夠輔助合成維生素,產(chǎn)生用于上皮整合及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞發(fā)育的短鏈脂肪酸。孕期女性小腸內(nèi)細(xì)菌生物量增加,宿主與腸道菌群之間的營(yíng)養(yǎng)分子傳遞速率也有所加快。
胎兒直接暴露在母體腸道菌群中。懷孕后期和剛剛生產(chǎn)后,腸道細(xì)菌和口腔細(xì)菌的移位現(xiàn)象顯著增多,使得菌群出現(xiàn)在胎盤(pán)和乳汁中。但對(duì)胎盤(pán)和胎兒組織而言,細(xì)菌數(shù)量必須控制在一個(gè)極低的水平,否則,就會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)感染,從而造成早產(chǎn)或死產(chǎn)。
母親的應(yīng)激壓力使母親和后代的免疫力惡化
研究發(fā)現(xiàn),腸道菌群能夠傳遞大量的代謝產(chǎn)物給母體,進(jìn)一步通過(guò)胎盤(pán)由母體傳遞給胎兒。
乳汁除含有針對(duì)潛在病原菌的特定抗體外,還含有母體腸道菌群誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體。母體的抗體可被胎兒吸收,用于傳遞免疫記憶。這些抗體能夠預(yù)防新生兒免疫未成熟時(shí)期的感染性疾病,也可以影響生命早期內(nèi)源性抗體的發(fā)育。
因此,盡管乳汁中的其他成分(乳清蛋白、溶菌酶、乳鐵蛋白和乳過(guò)氧化物酶等)具有抗菌效應(yīng),乳汁中的抗體也能夠保護(hù)新生兒腸道黏膜的發(fā)育,因?yàn)樗鼈兡軌蛳拗颇c道微生物對(duì)免疫組織的穿透,限制B細(xì)胞和新生兒黏膜的炎癥反應(yīng)。這種分泌乳汁抗體的保護(hù)效應(yīng)不依賴(lài)于新生兒腸道對(duì)免疫球蛋白的攝取。母親為后代提供的不僅有直接的營(yíng)養(yǎng)和免疫記憶,還有間接的抗體擴(kuò)增分子交換,以維持生命早期宿主-菌群共生的穩(wěn)定狀態(tài)。
母親的菌群和營(yíng)養(yǎng)對(duì)后代免疫系統(tǒng)發(fā)育的影響示意圖
參考文獻(xiàn)
[1]Gil Mor, Paulomi Aldo and Ayesha B. Alvero. The unique immunological and microbial aspects of pregnancy. Nature Reviews Immunology, 2017.
[2]Andrew J. Macpherson, Mercedes Gomez de Agüero and Stephanie C. Ganal-Vonarburg. How nutrition and the maternal microbiota shape the neonatal immune system. Nature Reviews Immunology, 2017.
供稿:馬瑋
編輯:王麗燕
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